根據(jù)最新發(fā)布的思科可視化網(wǎng)絡指數(shù)預測，未來五年全球全數(shù)字化轉型將繼續(xù)對IP網(wǎng)絡需求產生重要影響。到2021年，全球互聯(lián)網(wǎng)用戶將增長至46億（占全球人口的58%）；個人設備和機器對機器（M2M）連接將被更廣泛地采用，其數(shù)量將增長至271億；而視頻觀看量也將上升，在IP總流量中的占比將從2016年的73%增長至82%。特別可觀的是，2021年網(wǎng)絡平均寬帶速度將比2016提高一倍，達到53.0Mbps。網(wǎng)絡邁向更高的速度將對時鐘產品提出哪些新的性能需求呢？Silicon Labs時鐘產品資深營銷總監(jiān)James Wilson給出了答案。

Wilson告訴21ic記者：“在接下來的幾年中，服務提供商將通過部署小型蜂窩網(wǎng)絡、超小型蜂窩網(wǎng)絡、DAS、μ-BTS和回傳設備來構建5G網(wǎng)絡。通過增加室外網(wǎng)絡覆蓋和容量，改善室內信號接收，和現(xiàn)有的4G/LTE網(wǎng)絡相輔相成。隨著運營商逐漸轉移到使用基于以太網(wǎng)的eCPRI前傳網(wǎng)絡來增加基帶單元與遠程無線電頭之間的前傳連接的容量，他們開始在網(wǎng)絡邊緣部署異構網(wǎng)絡（HetNet）設備。而成本、功耗和尺寸限制成為HetNet設備硬件設計人員要面臨的特殊挑戰(zhàn)。”

針對這一需求，Silicon Labs推出了Si5381/82/86系列高性能、多通道抖動衰減時鐘產品。這一系列采用Silicon Labs經過驗證的DSPLL技術，在單芯片中集成了4G/LTE和以太網(wǎng)時鐘，可替代通常在要求更高的小型蜂窩網(wǎng)絡、分布式天線系統(tǒng)、μ-BTS、BBU和前傳/回傳設備等應用中所需的多個時鐘器件和VCXO。

如下圖所示，和傳統(tǒng)實現(xiàn)方案相比，采用在單個IC中結合4G/LTE和以太網(wǎng)時鐘的Si538x系列，在功耗和面積上具有顯著優(yōu)勢。Si538x系列大大簡化了HetNet設備中的時鐘生成，可提供與競爭方案相比功耗降低55%、占板面積減小70%的突破性解決方案。

圖：和傳統(tǒng)方法對比，采用集成多個鎖相環(huán)的Si538x系列大大節(jié)省了面積和功耗

值得一提的是，基帶單元具有復雜的時鐘要求，需要多個獨立時鐘域，包括用于CPRI到遠程無線電頭連接的時鐘域，用于基于以太網(wǎng)的eCPRI前傳網(wǎng)的時鐘域和用于本地基帶處理的通用時鐘的時鐘域。Si5381/82正滿足了這一需求，該系列集成了一個高速、低相噪DSPLL用于支持高達3GHz的無線頻率，同時采用多個靈活的任意頻率DSPLL來提供以太網(wǎng)和通用時鐘。

據(jù)Wilson介紹，在數(shù)據(jù)中心市場，超高速數(shù)據(jù)中心正在迅速從10G遷移到25G、50G和100G以太網(wǎng)，以便加速數(shù)據(jù)傳輸和提高網(wǎng)絡效率。以太網(wǎng)交換機、網(wǎng)絡處理器和服務器SoC等設備在單個IC中集成了數(shù)據(jù)路徑處理、CPU功能和多個SerDes，因此這些設備需要多樣化的參考時鐘組合。與此同時10/25/100G SerDes具有嚴格的抖動要求，通常需要具有小于300fs rms最大抖動性能的時鐘，而CPU鎖相環(huán)具有較低的抖動要求，但經常使用擴頻時鐘來最小化電磁干擾。

為了同時滿足上述10/25/100G應用對時鐘方案的需求，Silicon Labs推出了Si5332時鐘系列，利用經過驗證的MultiSynth小數(shù)時鐘合成技術，提供具有一流頻率靈活性和230fs rms抖動性能，以及多種覆蓋6、8和12個時鐘輸出的選項，可為要求嚴苛的應用實現(xiàn)時鐘樹整合。

如下圖所示的10/25/100G以太網(wǎng)交換機應用實例，Si5332將所有時鐘整合到單一IC中，同時為系統(tǒng)鎖相環(huán)、SerDes鎖相環(huán)、PCI Express 4.0和FPGA提供顯著的抖動余量。其中，PCI Express 4.0是PCI-SIG組織推出的最新標準，支持16GT/s數(shù)據(jù)速率。Si5332系列產品完全符合PCI Express 4.0標準，能實現(xiàn)約60%的抖動余量。同時，Si5332還能夠減少50〜75％的電流消耗，減少25〜50％的尺寸。

圖：10/25/100G以太網(wǎng)交換機應用實例

隨著5G商用時間表的出臺，5G的腳步已經越來越近。和4.5G不同，5G提出了全網(wǎng)時鐘同步需求。要升級到網(wǎng)絡測量和控制系統(tǒng)的精密時鐘同步協(xié)議標準IEEE1588，就要求每個RU都采用更加嚴格的參考時鐘。Wilson預言，到2021年，中國將成為全球最大的5G市場，Silicon Labs已經開始研發(fā)面向5G的時鐘方案。